Apple M1 的(de)發布風靡全球，從那時(shí)起，它證明了(le／liǎo)基于(yú) ARM 内核的(de)定制矽可以(yǐ)與主流 CPU 技術競争。是(shì)什麽讓 Apple M1 如此獨特，SoM 和(hé / huò) SoC 有什麽優勢，爲(wéi / wèi)什麽 Apple M2 的(de)傳聞證明了(le／liǎo) SoM 設計的(de)成功？
是(shì)什麽讓 Apple M1 與衆不(bù)同？
Apple M1 本質上(shàng)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)安裝在(zài)系統級模塊 (SoM) 上(shàng)的(de)片上(shàng)系統 (SoC)，該模塊采用完全定制的(de)架構，專門用于(yú)運行包括 macOS 在(zài)内的(de) Apple 産品。M1 的(de)核心是(shì) 8 個(gè) ARM 内核，其中四個(gè)專用于(yú)高性能，另外四個(gè)專用于(yú)高效率。SoC 中還集成了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)具有八核和(hé / huò)多級緩存的(de) GPU。該 SoC 安裝在(zài)集成系統内存的(de)闆上(shàng)，具有 8GB 或 16GB 選項，這(zhè)些選項不(bù)可升級。然後将整個(gè)設備封裝在(zài)散熱器中，闆下側的(de)連接器允許安裝在(zài)設備中。出(chū)于(yú)這(zhè)個(gè)原因，Apple M1 與其說(shuō)是(shì) SoC，不(bù)如說(shuō)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè) SoM，因爲(wéi / wèi)它将多個(gè)矽器件組合成一(yī / yì ／yí)個(gè)模塊，然後在(zài)外部電路中使用。SoC 和(hé / huò) SoM 是(shì)新興技術，但它們并不(bù)“新”。Raspberry Pi 是(shì)向世界介紹 SoC 的(de)衆多優勢的(de)産品的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)很好的(de)例子(zǐ)。爲(wéi / wèi) Raspberry Pi 供電的(de) Broadcom 芯片将 CPU、MMU、GPU 和(hé / huò) I/O 控制器集成在(zài)一(yī / yì ／yí)個(gè)封裝中。這(zhè)意味着整個(gè)計算系統可以(yǐ)集成到(dào)單個(gè)信用卡大(dà)小的(de) PCB 中。SoC 也(yě)大(dà)量用于(yú)物聯網設計，ESP32 就(jiù)是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)很好的(de)例子(zǐ)；它将 CPU、内存和(hé / huò)無線電控制器集成在(zài)一(yī / yì ／yí)個(gè)封裝中。那麽爲(wéi / wèi)什麽 M1 如此具有開創性呢？在(zài) M1 之(zhī)前，隻有平闆電腦和(hé / huò)智能手機等移動個(gè)人(rén)計算設備使用 ARM 内核。主流計算設備（PC 和(hé / huò)筆記本電腦）使用 x86/x64 架構，隻有筆記本電腦設備使用主流 CPU 的(de)移動版本。這(zhè)些 CPU 基本上(shàng)來(lái)自以(yǐ)下兩家公司之(zhī)一(yī / yì ／yí)：英特爾或 AMD。衆所周知，英特爾和(hé / huò)AMD在(zài)移動行業有些欠缺，擁有強大(dà)的(de)移動處理器往往意味着高能耗意味着電池壽命縮短。ARM 内核提供的(de)節能效果是(shì)它們一(yī / yì ／yí)直是(shì)移動設備中關鍵參與者的(de)原因。但Apple M1 改變了(le／liǎo)這(zhè)一(yī / yì ／yí)切，因爲(wéi / wèi)它在(zài)設計時(shí)考慮了(le／liǎo)移動和(hé / huò)桌面處理。使用多個(gè)内核，每個(gè)内核都專用于(yú)高性能或高效率，允許系統在(zài)優化性能的(de)同時(shí)節省功耗。這(zhè)種效率遠遠優于(yú)簡單地(dì / de)降低 CPU 時(shí)鍾或限制内存，因爲(wéi / wèi)高性能内核将其矽空間專用于(yú)高性能，而(ér)高效内核将其矽空間專用于(yú)高效。這(zhè)意味着在(zài)需要(yào / yāo)效率的(de)時(shí)候，唯一(yī / yì ／yí)專用于(yú)該任務的(de)硬件正在(zài)運行。經驗結果表明，Apple M1 在(zài)最大(dà)負載下運行時(shí)消耗 39 瓦和(hé / huò) 7 瓦，考慮到(dào)使用英特爾處理器的(de)等效系統在(zài)空閑時(shí)消耗 20 瓦，在(zài)負載下消耗 122 瓦。M1 的(de)成果有效地(dì / de)将蘋果産品的(de)電池壽命延長了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)倍。
到(dào)目前爲(wéi / wèi)止，SoC 和(hé / huò) SoM 的(de)最大(dà)優勢之(zhī)一(yī / yì ／yí)是(shì)使用的(de)所有矽空間都專用于(yú)設備将用于(yú)的(de)特定應用。例如，來(lái)自 Intel 或 AMD 的(de)現代 CPU 必須是(shì)通用計算機，因爲(wéi / wèi)該 CPU 的(de)應用程序是(shì)未知的(de)。客戶可以(yǐ)輕松地(dì / de)将英特爾 CPU 用于(yú)必須優先考慮 I/O 的(de)機器人(rén)控制器、用于(yú)浮點運算必不(bù)可少的(de)超級計算機或必須考慮能源效率的(de)通用筆記本電腦。這(zhè)意味着英特爾必須使他(tā)們的(de)設備盡可能通用，以(yǐ)便輕松集成到(dào)任何應用程序中。然而(ér)，這(zhè)使得這(zhè)種設備更像是(shì)“萬事通，無所事事”，因爲(wéi / wèi)它不(bù)能專門用于(yú)任何一(yī / yì ／yí)項任務。但是(shì)，可以(yǐ)将 SoC 設計爲(wéi / wèi)僅集成對其将用于(yú)的(de)任務必不(bù)可少的(de)硬件。例如，移動處理器可以(yǐ)具有用于(yú)能量消耗的(de)低能量電路，而(ér)自動駕駛汽車中的(de)視覺系統可以(yǐ)集成 AI 模塊以(yǐ)更快地(dì / de)處理神經網絡。因此，SoC 和(hé / huò) SoM 允許設計人(rén)員定制完美适合應用的(de)設計。Apple M2 傳聞如何顯示 M1 的(de)成功
雖然報告尚未得到(dào)證實，但人(rén)們普遍認爲(wéi / wèi)蘋果正在(zài)開發 M2，它将取代 M1。有傳言稱，核心不(bù)會有太大(dà)變化，但 GPU 會得到(dào)改進，CPU 頻率會提高。這(zhè)種設備的(de)假定發布日期将是(shì) 2022/2023 年末，并爲(wéi / wèi)大(dà)多數 Apple 産品提供動力。盡管 M2 尚未得到(dào)蘋果的(de)确認，但 M1 的(de)成功完美地(dì / de)展示了(le／liǎo) SoC 和(hé / huò) SoM 的(de)優勢。當然，Apple M1 并不(bù)是(shì)市場上(shàng)最強大(dà)的(de)處理器。該王冠屬于(yú) Ryzen ThreadRipper 3990X，但就(jiù)每瓦性能而(ér)言，M1 爲(wéi / wèi)王。M1 的(de)高效率使其能夠大(dà)幅延長電池壽命，而(ér)專爲(wéi / wèi) macOS 定制硬件的(de)能力允許超高效的(de)操作系統設計。毫無疑問，SoC 和(hé / huò) SoM 将成爲(wéi / wèi)計算設備的(de)行業标準。但令工程師興奮的(de)是(shì)定制芯片服務，它可以(yǐ)讓客戶選擇半導體芯片并将它們連接到(dào) SoM 上(shàng)，就(jiù)像定制 PCB 服務和(hé / huò)組件組裝一(yī / yì ／yí)樣。
